數控技術的應用使機械產品向智能化發展

　　數控技術應用專業培養與中國社會主義現代化建設相適應，德、智、體、美、勞全面發展，牢固掌握文化基礎知識、具備從事數控加工和數控設備操作與管理的基礎理論知識和綜合職業能力，有較強的實踐能力，在生產、服務、技術、管理第一線從事數控設備及其它機電設備操作與維護的高素質勞動者和初中級應用型專門人才。

　　加工精度始終是衡量現代數控工具機技術發展水平的重要指標，但體現加工精度的效果如今已經不局限於尺寸精度、形狀精度以及表面粗糙度等方面，更體現在微結構的加工技術方面。而加工技術的發展趨勢，現在可以明顯感知到的是，一方面局部加工的形狀尺度特徵向精微方向發展，另一方面加工的整體形狀向大尺寸方向發展。

　　據宇博智業市場研究中心了解，隨著新技術在製造業應用的推廣及深入，中國機械行業內外對製造業如何升級轉型的探索也在日益發酵。一個普遍的觀點是，過去30年中國製造業取得成功依賴的是「勤勞的雙手」，而未來的競爭是一場不折不扣的「技術競爭」。若想繼續成為世界製造業巨頭，必須依靠「智慧的大腦」。

　　3D列印、機器換人、大數據製造，這些頻繁出現的數據無一不在提醒我們，當下科技界三種飛速發展的技術——「人工智慧、機器人和數字製造」，這些將重新構築製造業的競爭格局，而如果將人工智慧、機器人和數字製造技術綜合集成應用於製造業，那將絕對是一場真正意義上的「製造業革命」。

　　早些年，外媒曾發表觀點：未來20年裡，美國將利用新技術挖空中國的製造業，並重新在製造業領域獲取「絕對競爭優勢」。

　　當前我國製造業也面臨前所未有的挑戰，從外部看，一方面西方已開發國家依靠科技創新，搶占國際競爭制高點、經濟發展核心競爭力，謀求未來發展的主動權。例如蘋果公司通過產品模式創新、各種最新技術的集成創新，成功引領了信息產品的發展方向。再如美國頁岩氣開發技術的突破，引起了一場頁岩氣革命，對世界的能源格局乃至政治、經濟發展都產生了極為深刻的影響。

　　另一方面，印度、越南、印尼等發展中國家則以更低的勞動力成本承接勞動密集型產業的轉移，搶占製造業的中低端。我國製造業正面臨來「前後夾擊」雙重挑戰。與此同時，從內部來看，我國經濟發展已由較長時期的高速增長進入中低增長階段，對經濟發展的主導力量——製造業驅動創新、轉型升級提出了緊迫的要求。

　　製造業數位化、智能化是新的工業革命的核心。先進位造技術創新的內涵包含了產品創新、製造技術創新、產業模式創新三個方面。數位化、智能化技術是產品創新和製造技術創新的共性使能技術，並深刻改革製造業的生產模式和產業形態，是新的工業革命的核心技術。

　　不過對機械產品而言，數控技術是實現機械產品創新的顛覆性共性使能技術，核心是數位化。數控技術的應用使機械產品的內涵發生了根本性變化，使產品功能極大豐富，性能發生質的變化，從根本上提高產品水平和市場競爭力，並且使機械產品向智能化進行發展。

　　說起數控，就要提及數控工具機，但這顯然不是全部，只能說數控工具機是應用數控技術創新機械產品的典範。數控技術是一種共性使能技術，可應用於對各種機械產品進行創新升級。比如注塑機的數控化和智能化，注塑成形是最有效的塑料成型方法。

　　提到數控工具機，可能很多人都不是特別了解，可它卻是眾多工業生產行業的基礎支柱。作為典型的機電一體化產品，數控工具機可以解決複雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化工具機，代表了現代工具機控制技術的發展方向。

　　中國目前一些行業的勞動力成本的不斷上升，隨之出現的「用工荒」為數控工具機提供了又一具有潛力的應用領域——智能製造。中國企業越來越多地向智能製造轉型以減輕人力短缺的影響，企業需要能夠720小時連續不斷高質量運轉的工具機設備，這就使得工具機設備的可靠性變得尤其重要。

　　特別是近來，數控工具機與工業機器人的配合使用更使得智能生產或者「無人化」工廠成為發展趨勢。

　　數控一代和智能一代是信息化和工業化深度融合的產物，可以看到機械產品的數控化和智能化創新具有鮮明的特徵、本質的規律，可以普遍運用於各種機械產品創新，可以引起機械產品的升級換代，引起機械工業的深刻變革。這也是現在提出「數控一代」和「智能一代」概念的緣由和根據。

　　所謂智能製造就是數控工具機產品除了完成直接加工任務之外，更應提升產品工藝適應性，能夠適應不同行業、不同產品的加工特點，這是智能製造必不可少的，而要達到這些要求就需要工具機設備擁有一個足夠開放的數控系統平台，只有在一個開放性的系統上，用戶才有機會把各種最新的創意和想法融到工具機設計製造中。

　　然而目前的普遍情況是產品同質化泛濫，出現這一情況的原因在於，很多製造商在使用上過於追求簡便、省事，採用一些進入中國市場較早的封閉性極強的數控系統，最終導致裝備極為標準化，工藝適應性差，產品雷同，最終成為低端產能的推手。

　　這就如同傻瓜相機和智能相機。「傻瓜式」的CNC產品，用戶調整的內容很少，使用方便，但系統開放程度不足，許多核心和關鍵功能的使用受到限制，不利於進一步研發和擴大使用範圍，最終也只能導致低產能的市場現象。

　　然而數控平台二次開發並非易事。威海華東數控股份有限公司曾在高鐵軌道磨市場獲益頗多，其公司負責人當時在接受採訪時表示，公司生產的第一台用於機車軌道博格板磨床的軟體是公司花10萬歐元進口德國的軟體，約占一台產品售價的十分之一。

　　據了解，數控系統硬體部分的核心是高效的運算平台和一組控制設備的接口，也就是說，數控硬體部分可以看做是一台工業計算機。從這方面來看，無論是工業控制電源、工業控制計算機主板、還是其他嵌入式設備，我國的產業化水平都很高。

　　而問題在於數控系統的另一組成部分——軟體。數控系統技術方案中軟體承載著數控系統的運動控制、邏輯控制和人機互動等主要功能。同時，在數控系統硬體趨同化的趨勢下，軟體正在成為系統中重要的價值構成部分。因此，軟體產業化的問題已經成為數控系統產業化的關鍵。

　　然而我國數控系統供應商的創業之路大多都始於某個數控系統核心技術的突破，然後由核心技術轉化為產品，再通過產品逐步滾動，逐步發展起來。我國的數控產業規模都比較小，缺乏相關產業鏈的支撐。加上數控產品同質化導致的價格惡性競爭，產品利潤率都處於較低水平，因此能夠支持的軟體開發團隊規模更是非常有限。了解更多請查閱中國報告大廳發布的《2014-2020年中國數控工具機產業市場發展趨勢與行業投資研究報告》。

　　此外，目前我國數控軟體的開發模式與其他應用領域的軟體開發模式也存在較大差距。這是由於數控軟體要求具有實時性、嵌入式特徵以及面向特定製造工藝特殊分析的特點，使得數控軟體行業准入門檻較高，一般的軟體企業較難深入這一領域。

　　由於我國數控產業技術開發源於某個技術關鍵點的突破，缺乏系統的需求分析，沒有很好的進行抽象和概念、邏輯設計，造成的結果是很難從以往的產品中提取出一些有用的、共性的技術為後來的產品所使用。加之，國內很多公司的產品很少具有連續性，往往是新的一個產品完全重起爐灶，和老的產品沒有半點關係，在這種開發模式下，軟體功能完善程度，軟體產品的可靠性，可持續發展能力都受到很大的局限。在整個產業發展過程中，低水平的重複研發的現象也較為普遍，使得技術積累緩慢。

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